马尾松PmPIN1基因的克隆及功能分析

【目的】PIN1基因通过调控生长素极性运输的方式在植物根系生长发育中发挥作用。对马尾松PmPIN1基因进行全长克隆和功能分析,有助于在分子水平揭示马尾松的生根机制。【方法】运用PCR和RACE技术成功克隆马尾松PmPIN1基因cDNA序列;利用生物信息学软件分析PmPIN1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;通过实时荧光定量分析PmPIN1基因在10年生马尾松幼根、1年生枝条、新叶、花中的表达量差异;利用农杆菌侵染法将PmPIN1基因转入烟草获得转基因植株,比较转基因烟草与转pCAMBIA-1302空白载体烟草之间的表型差异;用激光共聚焦显微镜观察PmPIN1-GFP荧光蛋白在转基因烟草根中的表达模式;酶联免疫法测定野生型和转基因烟草的根、根茎结合处及叶中的生长素含量;用不同浓度的生长素极性运输抑制剂1-N-萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)处理野生型与转基因烟草,分析烟草根、根茎结合处、叶中的生长素含量变化;利用PEG介导法将16318-hGFP-PmPIN1重组载体转化至拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析。【结果】PmPIN1基因全长2914bp,包含2085bp的ORF,编码的蛋白由695个氨基酸组成,N端与C端均有膜运输蛋白。系统进化树显示马尾松与油松在发育树同一支上。通过实时荧光定量发现PmPIN1在不同组织中的表达量差异达到极显著,1年生枝条与幼根中表达量较高,花中最低。农杆菌介导法转化烟草获得的转基因烟草,较转空载烟草株高增长,生根量增加且根系变长。激光共聚焦显微镜观察得出转基因烟草根部中间有明显绿色荧光富集现象。酶联免疫法测定结果表明转基因烟草根、根茎结合处生长素含量高于野生型,且叶较根和根茎结合处减少。不同浓度NPA处理后,野生型烟草根中生长素含量变化达极显著,且生长素含量随NPA处理浓度的增加而减少;处理浓度为10nmol·L~(-1)时,叶中生长素含量最高;处理浓度为2nmol·L~(-1)时,根茎结合处生长素含量增加较多。不同浓度NPA处理后,转基因烟草不同部位生长素含量变化均未达到极显著。亚细胞定位分析表明PmPIN1蛋白主要分布于细胞膜上。【结论】马尾松PmPIN1与油松PIN1亲缘关系最近。PmPIN1属于膜蛋白。PmPIN1转基因烟草可能提高生长素由地上部位向地下部位的运输能力,减少NPA对生长素含量变化的影响,表明PmPIN1可能调控生长素的极性运输;PmPIN1-GFP绿色荧光富集在根部中间部位,PmPIN1在幼根中表达量较高,转基因烟草较转空载植株发根量多,根长长。研究结果表明PmPIN1基因可能在根系发育中发挥重要作用。     

导入Chi—linker—Glu和Bar基因获得抗真菌和抗除草剂的转基因烟草

构建重组表达载体pBIb—CG（含有Chi-linker—Glu融合基因和Bar基因）,利用农杆菌介导法将其携带的Chi—linker—Gm融合基因和B4r基因转化烟草（Nicotiana tobaccumL）品种红花大金子。经根癌农杆菌侵染和共培养后,用100mg／LKan＋500mg／LCef筛选抗性芽．获得30株抗性植株,抗性植株再生率为37％：分别对抗性再生植株中Chi一砌ker—Glu融合基因和Bdr基因的特异性引物进行PCR检测,结果27株为阳性,占90％。PCR、Souchem杂交结果证明,外源基因已整合到烟草基因组中。离体抑菌试验和除草剂抗性试验表明,转基因烟草植株对木霉菌fTricko derma viride）、镰刀菌（Fusarium solanif sppisii）和除草剂都表现出一定的抗性。     

玉米ZmCPB1基因的克隆、表达及生物信息学分析

从玉米中克隆ZmCPB1基因的cDNA序列,全长1 446 bp,编码481个氨基酸,蛋白质理论分子量为54.05 KD,等电点为8.59。生物信息学分析表明,ZmCPB1蛋白N端有跨膜结构,是跨膜蛋白。蛋白质二级结构含有48.44%的α-螺旋、4.99%的β-转角、10.60%的延伸链以及35.97%的无规则卷曲,该蛋白定位于内质网中。序列比对结果显示,ZmCPB1蛋白含有与子粒发育相关的保守区VKFVHRKALK。系统进化树分析表明,该蛋白与高粱、谷子、水稻和大麦的同源蛋白亲缘关系最近,同属一个亚支。实时荧光定量PCR分析ZmCPB1基因的表达模式,结果表明,ZmCPB1基因在3叶期的根、茎、叶以及雄穗和苞叶中表达量较低,在雌穗中的表达量较高。在玉米子粒发育的不同时期,ZmCPB1基因的表达量呈现一定的规律变化,在授粉后0～10 d,表达量逐渐达到最高峰,之后开始下降,在授粉15 d后降到较低水平。初步判断ZmCPB1基因与玉米子粒早中期发育有关。     

栽培稻种间近等基因系杂种育性研究

 为了研究亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间杂种不育的遗传基础，以亚洲栽培稻品种WAB56-104为测验种与来自种间回交组合WAB56-104/CG14//WAB56-104///WAB56-104的14个种间近等基因系测交，对亲本及杂种的花粉及小穗育性研究表明，这14个近等基因系带有来自非洲栽培稻品种CG14的3个互不等位的配子消除位点和2个互不等位的花粉不育基因位点, 其中至少有2个配子消除位点未曾报道过。     

玉米果穗性状的配合力分析

本文按Griffing提出的配合力分析方法4,模式1(固定模型)的程序,对玉米果穗主要性状进行配合力估算分析.结果表明一般配合力是很重要的,凡一般配合力高的自交系相互组配,其特殊配合力亦高,它的高低对产量有显著影响.在研究育种工作中,除根据田间自交系的性状表现外,更应通过对^gi效应的分析确定一个亲本的优劣.对指导亲本选配、自交系选育及制定杂交组合计划,提高玉米育种效率有着重要意义。     

大麻新品种云麻1号的选育及其栽培技术

采用系统选育法从云南地方品种中选育出云麻1号大麻品种,2001年7月通过云南省品种审定委员会审定.经过1998～1999两年的云南省多点试验及1999～2000年两年的生产试验示范,云麻1号纤维产量为1.8t/hm2,鲜茎出麻率6.5% ,平均断裂强度438N.种子千粒重25g,含油量32.24%.四氢大麻酚( THC- tetrahydrocannabinol)含量约0.03%.具有抗旱性强、适应性广、高产、优质、THC含量低等特点.并提出了该品种相应的栽培技术要点.     

茶绿色素叶绿素锌钠盐锌代工艺优化研究

采用四因素二次旋转正交回归组合设计方法对茶绿色素叶绿素锌钠盐的锌代工艺进行研究。结果表明：影响茶绿色素叶绿素锌钠盐得率最大的因素为锌代时间,其次为ZnSO₄浓度、锌代温度、及锌代溶液pH值,其最佳制备工艺为溶液pH调至3.0,在72.8℃,用21.5%的ZnSO₄溶液锌代89.6βmin,TGP_-2产品得率可达0.69%。     

水稻粉质皱缩胚乳突变体fse4的表型分析与基因克隆

【目的】水稻种子主要以淀粉形式储藏能量。淀粉合成需要多种酶类和调控因子参与，机制较为复杂。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体，克隆和鉴定新的调控淀粉合成相关基因，旨在为研究淀粉合成及其调控提供理论依据。【方法】从化学诱变剂甲基亚硝基脲（1-methyl-1-nitroso-urea, MNU）处理的宁粳3号(Ningjing 3, WT)突变体库中筛选到一个能稳定遗传的胚乳粉质皱缩突变体，命名为fse4 (floury and shrunken 4 )。与籼稻品种Dular杂交获得F1种子（F2），通过图位克隆的策略确定FSE4候选基因。利用杂合植株（FSE4fse4）分离出的粉质种子，观察形态学特征，分析其理化性质。使用扫描电镜和半薄切片技术观察胚乳结构。使用qRT-PCR和免疫印迹分析淀粉合成相关基因表达模式和淀粉合成相关酶类的蛋白积累量。利用全自动氨基酸分析仪测定成熟胚乳各氨基酸含量。【结果】突变体fse4籽粒宽度、厚度以及千粒重显著下降，同时胚乳中总淀粉、总蛋白、直链淀粉含量亦显著下降，而脂肪含量显著上升；淀粉黏度、崩解值和消减值显著低于野生型。突变体fse4中多为单粒型淀粉颗粒，且排列分散。FSE4定位于第5染色体长臂约252 kb的区间内，测序发现编码Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因 （Delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase, P5CS）第1外显子上发生单碱基替换，导致一保守的氨基酸发生变异。突变体fse4中大部分淀粉合成相关基因表达量下调，多种淀粉合成相关蛋白积累量减少。突变体fse4米粉中多种氨基酸含量发生显著变化，游离氨基酸含量是其野生型的3.6倍。此外，外源喷施脯氨酸能部分恢复突变体fse4种子萌发缺陷表型。【结论】FSE4编码脯氨酸合成关键限速酶P5CS，该基因对胚乳中氨基酸的合成及代谢起重要的调控作用，并影响淀粉的合成与积累。     

中国“槟榔黄化病”研究40年——病原、防控措施新进展

自1981年海南省屯昌县首次发现槟榔黄化病（yellow leaf disease of areca palm, YLD）以来,槟榔黄化问题日趋严重,现已成为制约中国槟榔产业可持续发展的最重要的因素。同时,鉴于生产中除槟榔黄化病外,炭疽病、细菌性叶斑病、椰心叶甲、干旱等一些其他因素也可引起槟榔黄化,以及“槟榔黄化病”病原或病因认识上存在混淆的问题,学界暂用“槟榔黄化现象”的表述。近年来,针对上述问题开展了一系列深入研究并取得突破性进展。本文首先简要回顾了中国槟榔黄化病的发生及病原方面的研究进展,介绍了另一种致黄关键新病害——由槟榔隐症病毒1（Areca palm velarivirus 1, APV1）引起的槟榔黄叶病毒病（areca palm leaf yellowing virus disease, ALYVD）,以及其他2种新发现的病毒病害——槟榔坏死环斑病毒病和槟榔坏死环斑病毒病的研究进展。对6个示范基地的病原检测结果表明,部分黄化植株被槟榔黄化植原体（areca palm yellow leaf phytoplasma, AYLP）或APV1单独感染,部分植株被AYLP和APV1复合感染。本文还探讨了槟榔黄化病研究中存在的病原分布不均、含量低引起的检测困难和田间诊断易混淆等问题,并对YLD、ALYVD、叶斑类病害、根腐病害、芽腐病、椰心叶甲、干旱、寒害、除草剂药害等9类因子引起的黄化症状特征进行了总结。进而分析了YLD和ALYVD 防控中存在的问题以及现阶段面临的紧迫形势,从防控策略和具体措施解读了《槟榔“黄化病“防控明白纸》,并指出了其有待进一步完善之处及防控中亟待解决的问题。最后,展望了YLD和ALYVD 2种致黄关键病害综合防控中亟待实施的措施。本文旨在让广大科研工作者和农技人员更好地了解槟榔“黄化病”方面的最新成果。     

CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统在大豆中的应用

自CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)基因组编辑技术发现以来,迅速在作物中得到广泛应用.但是,CRISPR/Cas9多基因编辑系统在大豆中的研究尚待开发.本文利...